ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆM CẦU DẦM GIẢN ĐƠN

ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG PHẦN THỨ NHẤT SỐ LIỆU ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG MỞ ĐẦU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Qui mô công trình Cầu thiết kế dành cho đường ô tô công trình vónh cửu 1.2 Nội dung tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế: Bề rộng cầu: 11.5m + Bề rộng xe: x m = m + Lề hành: x 1.5 m = m + Lan can: x 0.25 m = 0.5 m Chiều dài toàn dầm SUPER-T: 37m - Tải trọng thiết kế: + HL93, tải trọng người, theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 + Tải trọng gió bản: 59 m/s - Tần suất lũ thiết kế: Cầu thiết kế với tần suất lũ 5% - Quy phạm thiết kế: + Tiêu chuẩn thiết kế cầu cầu 22TCN 272-05 + Tiêu chuẩn thiết kế cọc khoan nhồi TCXD 205: 1998 1.3 Đặc điểm đòa chất: Qua công tác khảo sát trường thí nghiệm phòng cấu trúc đòa tầng khu vực xây dựng cầu gồm lớp sau: Lớp đất đắp: Nằm tầng mặt vò trí bên bờ sông.Đây lớp đất sét, cát có bề dày thay đổi từ – 2.5m.Lớp không lấy mẫu thí nghiệm Lớp đất 1:Lớp đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái mềm Bề dày trung bình: htb = – 3.5m Độ sệt:B = 1.32 Lực dính đơn vò: C = 0.3KG/cm2 Góc ma sát trong: ϕ = 23° Dung trọng tự nhiên: γ = 1.475g/cm3 Giá trò SPT = SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 37 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG Lớp đất 2: Lớp 2a:Lớp đất sét lẫn cát mòn, màu xám đốm vàng nâu, trạng thái rắn Bề dày trung bình :htb = – 7.5m Độ sệt: B < Dung trọng tự nhiên: γ = 1.952g/cm3 Giá trò SPT = 18 Lớp 2b:Lớp đất sét màu nâu vàng đốm xám, trạng thái rắn Bề dày trung bình: htb = – 2.5m Độ sệt: B < Dung trọng tự nhiên: γ = 1.977g/cm3 Giá trò SPT = 22 Lớp 2c:Đất sét lẫn cát mòn, màu vàng nâu trạng thái rắn Bề dày trung bình:htb = – 4.5m Độ sệt: B < Dung trọng tự nhiên: γ = 1.907g/cm3 Giá trò SPT = 12 Lớp 3:Đất sét pha cát, màu vàng nâu, trạng thái rắn Bề dày trung bình: htb = – 2.5m Độ sệt: B = 0.42 Dung trọng tự nhiên: γ = 1.878g/cm3 Giá trò SPT = Lớp đất 4: Lớp 4a:Đất sét màu xám đen, trạng thái rắn Bề dày trung bình: htb = – 2.5m Độ sệt: B < Dung trọng tự nhiên: γ = 1.917g/cm3 Giá trò SPT = 13 Lớp 4b:Đất sét màu xám đen trạng thái rắn Bề dày trung bình: htb = – 4.5m Độ sệt: B < Dung trọng tự nhiên: γ = 1.924g/cm3 Giá trò SPT = 14 Lớp 4c:Đất sét màu xám đen, trạng thái rắn Bề dày trung bình: htb = – 4.5m Độ sệt: B < Dung trọng tự nhiên: γ = 1.971g/cm3 Giá trò SPT = 16 Lớp 4d:Đất sét màu xám đen, trạng thái rắn Bề dày trung bình: htb = – 4.5m Độ sệt: B < SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 38 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG Dung trọng tự nhiên: γ = 1.936g/cm3 Giá trò SPT = 15 Lớp 4e:Đất sét lẫn cát mòn, màu xám đen, trạng thái rắn Bề dày trung bình: htb = – 8.5m Độ sệt: B < Dung trọng tự nhiên: γ = 1.969g/cm3 Giá trò SPT = 17 1.4 sau: Khí Tượng – Thủy Văn 1.4.1 Các yếu tố khí tượng đặc trưng Kết yếu tố khí tượng thống kê 1.4.1.1 Nắng Khu vực có nhiều nắng Trong thánh mùa khô từ tháng XI đến tháng V số nắng vượt 200 giờ/tháng Các tháng nắng tháng VI tháng IX ứng với cực đại lượng mưa lượng mây Số nắng trung bình khu vực: Thá I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ng Soá 24 24 27 23 19 17 18 17 16 18 20 22 2 1.4.1.2 Chế độ ẩm Biến trình độ ẩm năm tương ứng với biến trình mưa ngược lại với biến trình nhiệt độ Thời kì mưa nhiều, độ ẩm lớn ngược lại vào thời kì mùa khô độ ẩm nhỏ Độ ẩm tương đối (%) tháng năm khu vực: Thá Nă I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ng m T.bìn 71 68 68 70 78 82 84 84 84 84 82 75 78 h Min 29 21 23 22 32 34 47 49 47 49 42 38 21 1.4.1.3 Chế độ nhiệt Đặc điểm bật chế độ nhiệt khu vực nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình năm khoảng 27oC, nhiệt độ trung bình cao tuyệt đối 38.3oC nhỏ tuyệt đối 13.2 oC, chênh lệch trung SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 39 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG bình tháng nóng – oC, tháng lạnh -8oC Nhiệt độ không khí (oC) tháng vào năm khu vực: Thá ng T.bình Max Min I II III 25 28 26.9 35 37 36.8 13 16 14.5 IV V VI VII VIII IX X XI 29 38 20 28 37 21 27 36 21 26 34 20 26 33 21 26 33 21 26 33 21 26 34 18 Naê m 25 27 33 38 13 13 2 XII 1.4.1.4 Cheá độ mưa Khu vực nghiên cứu nằm vùng mưa XVIII Phân bố mưa năm tập trung vào thời kì từ tháng V đến tháng XI – thời kì thònh hành gió mùa Tây Nam Tổng lượng mưa thời kì chiếm khoảng 85% tổng lượng mưa năm Ngược lại, thời kì từ tháng XII đến tháng IV năm sau – thời kì thònh hành gió Đông, lượng mưa tương đối ít, chiếm khoảng 15% tổng lượng mưa năm Biến trình mưa khu vực thuộc loại biến trình vùng nhiệt đới gió mùa: lượng mưa tập trung vào mùa hè, chênh lệch lượng mưa mùa mưa mùa khô lớn Trong biến trình có cực đại cực tiểu Cực đại thường xuất vào tháng IX, X với lượng mưa tháng 300mm Cực tiểu xảy vào tháng I tháng II với lượng mưa tháng cực tiểu 10mm Biến trình số ngày mưa tháng tương đối phù hợp với biến trình lượng mưa tháng, theo tháng có nhiều ngày mưa tháng IX tháng có ngày mưa tháng II Lượng mưa (mm) số ngày có mưa khu vực: Thán g I II III T.bình 13 46 IV V VI VII VIII 15 23 26 28 Naê m 29 21 164 89 28 2 IX X XI XII S 1 12 14 16 16 16 13 103 ngày Lượng mưa ngày khu vực không lớn, lượng mưa ngày lớn theo tần suất thiết kế số trạm khu vực Lượng mưa ngày lớn (mm) theo tần suất thiết kế khu vực: SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 40 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG Thời Đoạn Ngày 178 Tháng707 Năm 2807 165 666 2676 Tần suất thiết kế P% 10 20 30 40 146 130 113 101 90 607 555 494 451 415 2477 2299 2081 1923 1788 50 84 382 1660 1.4.1.5 Chế độ gió Trên toàn khu vực gió tương đối đồng hướng tốc độ Vào mùa đông hướng gió thònh hành Đông với tần suất từ 30% đến 70%, tốc độ trung bình thay đổi từ 1.8 đến 2.2 m/s Vào mùa hè, hướng gió thònh hành Tây Nam với tần suất từ 30 đến 55%, tốc độ gió trung bình thay đổi từ 1.4 đến 1.8m/s Hoa tốc độ gió trung bình khu vực lấy theo trạm Tân Sơn Nhất Tốc độ gió trung bình lớn trạm Biên Hòa (m/s): Các Tháng Đặc Nă Trưng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII m T.bìn 2 1 1 1 1.7 1.8 h 4 8 Max 16 15 16 16 18 20 20 25 20 20 16 18 25 1.4.2 Các yếu tố thủy văn Theo hồ sơ Báo cáo thủy văn, số liệu mực nước khu vực cầu sau: 1.4.2.1 Số liệu điều tra: - Mức nước lớn năm 1978, H 1978 : +7.26 - Mức nước lớn năm 2001, H 2001 : +5.29 - Mức nước lớn năm 1952, H 1952 : +10.26 Trong dãy số liệu điều tra nêu trên, nhìn chung mực nước lớn điều tra vào năm 1978 năm 2001 thấp cao độ tự nhiên khu vực; với cao độ mực nước lớn vào năm 1952 làm cho khu vực bò ngập nghiêm trọng, với chiều cao ngập khoảng 2m đến 3m, thời gian ngập khoảng 24 1.4.2.2 Cao độ mực nước thiết kế: - Mức nước tần suất p=1% : +11.38 - Mức nước tần suất p=2% : +10.28 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 41 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG - Mức nước tần suất p=5% : +9.20 - Mức nước trung bình năm : +2.00 - Mức nước tần suất p=99% : -1.34 PHẦN THỨ HAI THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN CẦU CHƯƠNG I: PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC SUPER-T 3.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: - Mặt cắt ngang kết cấu nhòp gồm dầm Super T (căng trước) - Khoảng cách dầm 1930mm - Chiều dài dầm 37000 mm - Số nhòp: nhòp - Sử dụng liên tục nhiệt nối nhòp dầm giản đơn - Chiều dài cầu 124.6 m (tính từ hai đuôi mố) - Chiều cao dầm 1800 mm - Dầm ngang bê tông cốt thép đổ chỗ - Bản mặt cầu dày 200 mm - Lớp phòng nước dầy mm - Lớp phủ mặt cầu bê tông Asphalt dày 75 mm - Thanh trụ lan can làm thép CT3 có mạ kẽm - Gối cầu sử dụng gối cao su có thép SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 42 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG 3.2 Mố cầu: - Mố cầu mố chữ U bê tông cốt thép - Móng mố móng cọc khoan nhồi đường kính cọc khoan 1m, có cọc, chiều dài cọc dự kiến 45 m 3.3 Trụ cầu: - Trụ cầu trụ đặc bê tông cốt thép, thân hẹp - Kết cấu xà mũ dạng chữ T ngược - Móng trụ móng cọc khoan nhồi có đường kính cọc 1m, cọc, chiều dài dự kiến cọc 35 m 3.4 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: - Bê tông: Cường độ bê tông chòu nén mẫu hình trụ 28 ngày tuổi sử dụng cho kết cấu bê tông cốt thép sau: Kết cấu Lan can lề hành Bản mặt cầu Bản liên tục nhiệt Dầm ngang Dầm super T Trụ bệ trụ Mố bệ mố Cọc khoan nhồi Bê tông nghèo bê tông tạo phẳng Cường độ fc (MPa) 30 30 30 30 50 30 30 30 10 - Coát thép: + Thép thường: Thép có gờ CII, giới hạn chảy 300 MPa Thép có gờ CIII, giới hạn chảy 400 MPa + Cáp dự ứng lực: Dùng loại tao tự chùng thấp: Dps = 15.2 mm Cường độ chòu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860 MPa Diện tích tao cáp: Aps1 = 143.3 mm2 Modul đàn hồi cáp: Eps = 197000 Mpa - Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: Kết cấu SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 43 Chiều dày tối thiểu lớp bê tông bảo vệ (mm) MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG Lan can Lề hành Bản mặt cầu Dầm ngang Dầm super T Trụ cầu mố cầu Bệ mố bệ trụ Cọc khoan nhồi SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 44 50 25 40 50 50 50 75 75 MSSV: CD03151 250 960 1500 SVTH: HOAØNG PHÚ TUỆ TRANG: 45 770 600 200 1930 80 4000 1930 930 11500 950 Lớ bêtônnggnướ asphal Lớpp phò c dàtydà5ymm75 mm Bản mặtcầu dầy 200 mm 1930 1020 530 4000 1930 DẦM NGANG 1500 940 250 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG 1800 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN CẦU DẦM GIẢN ĐƠN DẦM THÉP LIÊN HP BÊ TÔNG CỐT THÉP 2.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: - Mặt cắt ngang kết cấu nhòp gồm dầm - Khoảng cách dầm 2050 mm - Chiều dài dầm 38650 mm - Số nhòp: nhòp - Chiều dài cầu 124.6 m - Chiều cao dầm 1600 mm - Bản mặt cầu dày 200 mm - Lớp mui luyện dày trung bình 59 mm - Lớp phòng nước dầy mm - Lớp phủ mặt cầu bê tông asphalt dày 50 mm - Thanh trụ lan can làm thép CT3 có mạ kẽm 2.2 Mố cầu: - Mố cầu mố chữ U bê tông cốt thép - Móng mố móng cọc khoan nhồi đường kính cọc khoan 1m, có cọc, chiều dài cọc dự kiến 45 m 2.3 Trụ cầu: - Trụ cầu trụ đặc bê tông cốt thép, thân hẹp - Móng trụ móng cọc khoan nhồi có đường kính cọc 1m, cọc, chiều dài dự kiến cọc 50 m 2.4 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: - Bê tông: Cường độ bê tông chòu nén mẫu hình trụ 28 ngày tuổi sử dụng cho kết cấu bê tông cốt thép sau: Kết cấu Lan can lề hành Bản mặt cầu Trụ bệ trụ Mố bệ mố Cọc khoan nhồi Bê tông nghèo bê tông tạo phẳng SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 46 Cường độ fc (MPa) 30 30 30 30 30 10 MSSV: CD03151 ÑATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS - Máy hàn điện 220V, 380V - Máy khoan - Máy vệ sinh (sử dụng bàn chải sắt) - Kích (đội) - Máy bơm nước - Thiết bò giàn phóng: sản xuất Việt Nam – Úc (1998) + Môtơ điện 20HP + Bồn dầu thủy lực + Quạt làm mát + Đường ray giàn phóng + Kích (đội) ngang thuỷ lực + Kích (đội) đứng kéo cáp + Bàn điều khiển + Sàn công tác + Quay móc + Xe chuyên dùng 4.7 TỔ CHỨC KHAI THÁC Công tác quản lý Công tác quản lý dự án chủ yếu quản lý công tác khai thác, công tác tu, sửa chữa Việc quản lý khai thác vận hành đề nghò bàn giao cho quan quản lý tỉnh thực Công tác tu bảo dưỡng - Công tác tu sửa chữa thường xuyên bao gồm: bảo dưỡng sửa chữa cầu, cống, – mặt đường công trình tuyến Công tác thực thường xuyên suốt trình khai thác điều kiện làm việc kết cấu mố, trụ, dầm cầu, bảo dưỡng gối cầu, sơn sửa lan can, gờ chắn đường đầu cầu thường xuyên kiểm tra để nhằm phát nhanh hư hỏng, khuyết tật nhỏ đảm bảo lưu thông tốt - Công tác trung tu: thực đònh kỳ năm/lần nhằm cải thiện điều kiện xe chạy - Công tác đại tu: thực sau hai lần trung tu nhằm cải thiện tuổi thọ công trình SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 144 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS CHƯƠNG II THIẾT KẾ THI CÔNG CHI TIẾT 5.1 TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN: 5.1.1 Ván khuôn mố: Sử dụng ván khuôn thép dày 10mm có: Rut = 2800 KG/cm2 Et = 2100000 KG/cm2 Sườn tăng cường đứng: L100 x100 x12 Khoảng cách sườn tăng cường đứng 2m Sườn tăng cường ngang: L100 x 100 x Khoảng cách sườn tăng cường ngang 1m Diện tích mặt cắt ngang mố: A = 11.5 x = 57.5 m Dùng xe trộn bê tông với tốc độ 6m3/giờ để dổ bê tông bệ mố Chiều cao đổ bê tông xe troän: V h0 = = = 0.104m A 57.5 Ta chọn máy trộn bê tông để thi công Chiều cao đổ bê tông giờ: h = × × h = × × 0.104 = 2.496 m Tính ván khuôn thành: Tính tải trọng tác dụng lên thành: p tt = γ n × (q + γ c × R) Trong đó: γ n = 1.25: Hệ số tải trọng SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 145 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS Tải trọng bề mặt tông gồm người, lực đầm, thiết bò vữa rôi q = 650KG/cm2 = 0.65T/m2 γ c = 2.5T/m2 R = 0.7 – Bán kính tác dụng đầm dùi ⇒ p tt = 1.25 × (0.65 + 2.5 × 0.7) = 3T / m Ta có biểu đồ áp lực vữa sau: R H q Ptt H = x h0 = x 0.3428 =2.0568m Trong đó: h0 – Tốc độ đổ bê tông xe trộn Xác đònh trò số áp lực tính đổi: ∑ P × h 0.5 × (q + Ptt ) × R + Ptt × (H − R) = H H 0.5 × (0.65 + 3) × 0.7 + × (2.0568 − 0.7) = = 2.6T / m 2.0568 Ptd = Tính nội lực trọng tâm tấm: Mô men trọng tâm tấm: M = α × Ptd × a × b = 0.0829 × 2.6 × ×12 = 0.431T.m Độ võng tấm: Ptdtc × b f = β× E × δ3 Trong đó: α, β hệ số phụ thuộc vào tỉ số a/b, với a = 2m, b = 1m ⇒ a/b = tra α = 0.0829 β = 0.00277 Kiểm tra: Bề dày thép: δ= × M tt × 0.431 = = 0.0096m = 9.6mm b× R 1× 28000 Chọn δ = 10mm = 1cm SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 146 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS Ứng suất tấm: M tt M tt × 0.431× 105 × σ= = = = 2586KG / cm 2 W b×δ 100 × ⇒ σ = 2586 < R = 2800KG/cm2 ⇒ thõa yêu cầu Độ võng: f = 0.00277 × [f] = 2.6 ×14 = 0.000274m = 0.0274cm 1.25 × 21000000 × 0.013 = 0.0025m = 0.25cm 400 ⇒ f = 0.027cm < [f] = 0.25cm ⇒ thõa điều kiện 5.1.2 Tính sườn tăng cường: Sườn tăng cường xem làm việc với tôn lát Mặt cắt ngang sườn tăng cường đứng: 100 Đặc trưng hình học: A = 31.2cm2 Ix = 294cm2 ymax = 7.25cm ymin = 2.75cm 100 10 Mặt cắt ngang sườn tăng cường ngang: A = 38.4cm2 Ix = 358cm2 ymax = 7.17cm ymin = 2.83cm 20 Sườn tăng cường đứng xem dầm giản đơn tựa gối sườn tăng cường ngang có chiều dài tính toán 1m Ta có: Sd = =2 Sn Nên ta xem áp lực bê tông truyền lên sườn tăng cường đứng Pmax = Ptd × a = 2.6 × = 5.2T / m SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 147 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS b2 12 = 5.2 × = 0.65T.m 8 Phản lực gối: P = Pmax × b = 5.2 ×1 = 5.2T Mô men sườn: M = Pmax × tục: Nội lực sườn tăng cường có kể đến tính liên Pug = 0.7 × P = 0.7 × 5.2 = 3.64T Pu1/ = 0.5 × P = 0.5 × 5.2 = 2.6T M gu = 0.7 × M = 0.7 × 0.65 = 0.455T.m M1/u = 0.5 × M = 0.5 × 0.65 = 0.325T.m Kiểm tra: σg = M gu M gu × y 0.455 ×105 × 2.75 = = = 425.6KG / cm Wx Ix 294 σ1/ = M1/u M1/u × y max 0.325 ×105 × 7.25 = = = 801KG / cm Wx Ix 294 ⇒ σ max = 801 < R = 2800KG / cm ⇒ thõa điều kiện Sườn tăng cường ngang xem dầm giản đơn a2 22 = 2.6 ×1× = 1.3T.m 8 g M M ×y 1.3 ×105 × 7.17 = 2603.6KG / cm Kieåm tra: σ = max = u max = W Ix 358 Ta coù: M max = Ptd × b × σ = 2603.6KG/cm2 < R = 2800KG/cm2 ⇒ thõa điều kiện 5.2 Tính toán vách chống hố móng: Vách chống hố móng sử dụng vòng quây cọc ván thép Đóng cọc đònh vò dùng loại cọc thép I400, vò trí cọc xác đònh máy kinh vó Liên kết với cọc đònh vò thép U, thép L tạo thành khung đònh hướng để phục vụ hi công cọc ván thép Trước hạ cọc ván thép phải kiểm tra khuyết tật cọc ván thép độ đồng khớp mộng cách luồn thử vào khớp mộng đoạn cọc ván chuẩn dài khoảng 1.5 – 2m Để xỏ đóng cọc dễ dàng khớp mộng cọc phải bôi trơn dầu mỡ Phía khớp mộng tự phải bít chân lại miếng thép cho đỡ bò nhồi nhét đất vào rãnh mộng để xỏ đóng cọc ván sau dễ dàng Trong trình thi công phải theo dõi tình hình hạ cọc ván nghiêng lệch khỏi mặt phẳng tường SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 148 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS cọc ván phải điều chỉnh kích với dây neo.Nếu không đạt hiệu phải đóng cọc ván đònh hình chế tạo đặc biệt theo số liệu đo đạc cụ thể để khép kín vòng quây 5.2.1 Tính toán chiều sâu đóng cọc ván thép: Sơ đồ tính vòng quay cọc ván thép tầng có chống ngang: 2000 Lớp đất đắp 1500 P1 P2 Lớp đất sétL1 o P4 t Lớp đất sétL2 1000 1000 P3 P5 P6 Hệ số áp lực chủ động đất: ϕ 35 λ a = tg (45° − ) = tg (45° − ) = 0.271 2 Hệ số áp lực đất chủ động: ϕ 35 λ a = tg (45° + ) = tg (45° + ) = 3.69 2 Trong đó: ϕ = 35ο Góc ma sát lớp đất Xác đònh áp lực đất chủ động: P1 = 0.5 × λ a × γ dn1 × H12 = 0.5 × 0.271× 0.8 × 22 = 0.4336T H e1 = = = 0.667m 3 P2 = λ a × γ dn1 × H1 × H = 0.271× 0.8 × × 2.5 = 1.084T H 2.5 e2 = = = 1.25m 2 P3 = 0.5 × λ a × γ dn × H 22 = 0.5 × 0.271× 0.475 × 2.52 = 0.4T H 2.5 e3 = = = 0.833m 3 P6 = λ a × γ c × H c × H = 0.271× 2.5 ×1× t = 0.6775tT t e6 = m SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 149 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS Xác đònh áp lực đất bò động: P4 = λ b × ( γ dn1 × H1 + γ dn × H ) × t = 3.69 × (0.8 × + 0.475 × 2.5) × t = 10.286tT t e4 = m P5 = 0.5 × (λ b − λ a ) × γ dn3 × t = 0.5 × (3.69 − 0.271) × 0.952 × t = 1.627t 2T t e5 = m Trong đó: H1 = 2m – Chiều cao lớp đất đắp H2 = 2.5m – Chiều cao lớp đất sét mềm vò trí trụ t – Chiều sâu tính từ đáy lớp bê tông bòt đáy đến vò trí mũi cọc ván thép γdn1 = γ1 − γn = 1.8 −1 = 0.8T / m γ dn2 = γ − γ n = 1.475 − = 0.475T / m3 γ dn3 = γ − γ n = 1.952 − = 0.952T / m Chiều cao t xác đònh theo điều kiện sau: m × Mg ≥ Ml Trong đó: m = 0.95:Hệ số điều kiện cọc ván thép chống ngang Mg – Mô men giữ quay quanh điểm O M g = P1 × (H + e1 ) + P2 × e + P3 × e3 + P6 × e Ml – Mô men lật quanh điểm O M l = P4 × e + P5 × (t − e5 ) Thay vào phương trình điều kiện ta phương trình cân sau: 0.5423 x t3 + 4.821 x t2 – 2.908 =0 Giải phương trình bậc ta : t = 0.764 m Ta choïn: t = 1m 5.2.2 Tính toán cọc ván thép theo điều kiện cường độ: M u max = γ n × (P 1×(e1 + H ) + P2 × e + P3 × e3 ) = 1.5 × (0.4336 × (0.667 + 2.5) + 1.084 × 1.25 + 0.4 × 0.833) = 4.59T.m Chọn cọc ván thép Larssen L-IV có mô men kháng uốn Wx = 2200cm3 Kiểm tra: SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 150 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG σ= GVHD: PGS_TS M u max 4.59 ×105 = = 208.6KG / cm < R = 2800 ⇒ thõa điều Wx 2200 kiện 5.3 Tính chiều dày lớp bê tông bòt đáy Chiều dày lơp bê tông bòt đáy xác đònh sở trọng lượng bê tông, áp lực đẩy đất, ma sát cọc lớp bê tông Bề dày lớp bê tông bòt đáy tính: h≥ Ω × H × γn ≥1 (n × Ω × γ c + k × U × τ) × m Trong đó: Ω = 98m2 –Diện tích đáy hố móng K = – Số cọc móng U = 3.14m – Chu vi cọc τ = 2T/m2 – Lực ma sát cọc với lớp bê tông bòt đáy m =0.9 – Hệ số điều kiện làm việc n =0.9 – Hệ số vượt tải γ c = 2.5T/m3 – Trọng lượng riêng bê tông H = 2.5m – Chiều cao tính từ mực nước thi công đến đáy bệ h= 98 × 2.5 ×1 = 0.85 < (0.9 × 98 × 2.5 + × 3.14 × 2) × 0.9 Vậy ta chọn lớp bê tông bòt đáy h = 1m 5.4 THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 5.4.1 Các số liệu tính toán Cao độ đỉnh trụ : + 6.201 m Cao độ đáy trụ : - 0.5 m Cao độ đáy đài : - 2.5 m Cao độ mực nước thi công : + 1.6 m Cao độ đáy sông : + 1.301 m Chiều rộng móng : 6m Chiều dài móng : 10 m 5.4.2 Tính toán chiều dày lớp bêtông bòt đáy Điều kiện tính toán: áp lực đẩy nước phải nhỏ lực ma sát bêtông cọc cộng với trọng lượng lớp bêtông bòt đáy SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 151 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG Công thức tính: GVHD: PGS_TS m ( n1 γ bt x.F + nU τ x ) γ n h.F ≥0 Trong : γ bt = 24,5 KN / m3 : trọng lượng riêng bêtông γ n = 10 KN / m3 : trọng lượng riêng nước x : chiều dày lớp bêtông bòt đáy (m) F : diện tích mặt vòng vây cọc ván F = ( + ) (10 + 2) = 96m n = : soá lượng cọc móng τ = 100 KN / m : lực ma sát đơn vò cọc bêtông bòt đáy U = π D = 3,14.1 = 3,14m : chu vi cọc chiều cao tính từ mực nước thi công đến đáy đài: h = 1, − (−2,5) = 4,1m n1 = 0,9 : hệ số vượt tải m = 0,9 : hệ số điều kiện làm việc Vậy ta có : x≥ γ n h.F 1.4,1.96 = = 0.95 m m ( n1.γ bt F + nU τ ) 0,9 ( 0,9.24,5.96 + 6.3,14.100 ) Ta chọn: x = m Kiểm tra cường độ bêtông bòt đáy chòu mômen uốn tác dụng áp lực nước đẩy lên trọng lượng bêtông đè xuống Cắt m bề rộng lớp bêtông có nhòp dài khoảng cách tường cọc ván Hiệu số trọng lượng bêtông lực đẩy nước xác đònh sau: qtt = γ n h − γ bt x = 10.4,1 − 24,5.1, 25 = 4, 25 KN / m Mômen lớn nhòp :  M max = qtt l 4, 25.(2 + 10) = = 76,5KN m 8 Cường độ chòu kéo bêtông : f = M 76,5 76,5 = = = 204 KN / m < 0,5 f c' = 0,5 30 = 274 KN / m b.x 1.1,52 S 6 ⇒ Điều kiện thỏa mãn SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 152 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS 5.4.3 Tính toán cọc ván thép 5.4.3.1 Xác đònh độ chôn sâu Khi đào đất vòng vây cọc ván gầu ngoạm Vì mực nước vòng vây cọc bên nên áp lực nước hai bên cân Ea Eb h h1 -4m h2=2,7m H=3,6m h3=2,9m h4=2m MNTC +1,6m Caùc thông số đất Trọng lượng riêng đất γ d = 21KN / m3 ϕ = 16, 48 Goùc ma sát p lực chủ động đất γ dn h12 Ea = ka Trọng lượng riêng đẩy γ dn = γ d − γ n = 21 − 10 = 11KN / m3 ϕ Heä số áp lực chủ động ka = tg 45 − = 0,558 ( ) ( ) p lực đất bò động γ dn h Eb = k p ϕ Hệ số áp lực chủ động k p = tg 45 + = 1, 792 Lấy mômen cân điểm A Ea ( ( h + h2 ) / + h3 − h4 ) − Eb ( h.2 / + H ) = Rút gọn ta phương trình bậc theo h SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 153 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOAØNG GVHD: PGS_TS 6,57085.h3 + 5, 764.h − 27, 62.h − 44, 736 = ⇒ h = 3m 5.4.3.2 Tính toán cọc ván thép 0,699m q2 q1 O 2,1m A 2m Thời điểm tính sau đổ bêtông bòt đáy hút hố móng Lúc ta tính cọc ván dầm giản đơn kê hai gối A, tải trọng tác dụng hình vẽ Tính cho m chiều rộng Vò trí điểm nằm cách bêtông bòt đáy 0,5 m Ta coù : q1 = ( 2,1 + ) 10 = 41KN / m q2 = 0, 699.11.0,588 = 4, 291KN / m VA = 54,866 KN V0 = 30, 684 KN M max = 11, 431KN m Từ điều kiện : S= M max 11, 431.104 = = 60,165cm3 1900 [ f] Ta chọn cọc ván hình máng FSP-Vl1 Nhật có S = 3820cm3 5.4.3.3 Tính toán nẹp ngang Nẹp ngang coi dầm liên tục kê gối chòu tải trọng phân bố đều: • Khoảng cách chống: l=4m • Tải trọng tác dụng vào nẹp phản lực gối: RA = 54,866 KN / m • Sơ đồ tính có dạng hình vẽ SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 154 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS RA 4m 4m 12m 4m • Ta tính gần mômen lớn theo công thức RA l 54,866.42 M max = = = 87, 785KN m 10 10 M 87, 785.104 S = max = = 462cm3 1900 [ f] Chọn nẹp ngang đònh hình I40 Các thông số nẹp A = 138cm S = 2560cm3 r = 23, 6cm 5.4.3.4 Tính toán chống Thanh chống chòu lực taäp trung R = RA l = 54,866.4 = 219, 462 KN Chọn chống chữ I40 Công thức kiểm tra theo điều kiện ổn đònh f = R ϕ.A ϕ : hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh l l 1200 l= = = 50,847 ⇒ ϕ = 0, r 23, R 21946, ⇒ f = = = 397, KG / cm < [ f ] = 1900 KG / cm ϕ A 0, 4.138 5.4.4 Tính toán ván khuôn Trụ • Diện tích trụ A = 9,379m2 • Chiều cao trụ h = 6, 701m SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 155 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS • Chọn máy trộn bêtông loại C330 có công suất trộn bêtông W = 10,5m3 / h Vậy trộn V = 42m3 Chiều cao lớp bêtông mà máy trộn 4h h = V 42 = = 4, 478m A 9,379 Khi đổ bêtông chọn đầm dùi có bán kính tác duïng 3,5m 5m 1,5m R = 0, 75m ⇒ h > 2.R • Sơ đồ tải trọng tác dụng vào ván khuôn q qd • Tải trọng tác dụng vào ván khuôn p lực đầm ngang gây qd = γ R = 24,5.0, 75 = 18,375 KN / m Lực xung kích đổ bêtông q = KN / m Vậy áp lực tác dụng vào ván khuôn quy đổi : qd (1,5.0,5 + 3,5) = 19, 62 KN / m tt tc qqd = 1,3.qqd = 1,3.19, 619 = 25,504 KN / m tc qqd =q+ 5.4.4.1 Tính ván lát Chọn ván lát thép có chiều dày 0,8 cm Các sườn tăng cường thép có tiết diện 1x5 cm đan thành ô vuông 20x25cm Tính sơ mômen quán tính cho 1m ván thép : I= 6.1.53 1.0,83 + + 1.0,8.2,52 = 67,543cm 12 12 SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 156 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG GVHD: PGS_TS 20 20 20 20 20 Vá n thé p dà y 0,8 cm 25 25 25 25 25 25 25 Sườ n tă ng cườ ng 1x5 cm Các thép ván khuôn tính kê cạnh có cạnh ngàm cứng Kiểm tra độ võng nhòp ván thép f = tc qqd b E.δ = 19, 619.10−2.254 l 25 = 0, 07 < = = 0,1 2.10 0,8 250 250 Kieåm tra điều kiện bền ván thép Mômen uốn lớn tính theo công thức tt M = a.qqd b a : hệ số tra theo bảng phụ thuộc cạnh ván khuôn (a:b)=(1:25) → a = 0,1 ⇒ M = 0,1.25,504.25.10−4 = 0,159 KN m f = M M 0,159.104 = = = 597, 759 KG / cm < [ f ] = 1900 KG / cm 2 b.δ 25.0,8 S 6 5.4.4.2 Tính nẹp ngang Các nẹp ngang có cấu tạo khung nhỏ khép kín, khung chòu áp lực ngang bêtông Mômen uốn tiết diện ngang nẹp ngang tính theo công thức : M= tt qqd a H (l − 0, 25.H ) 10.l 25,504.0, 252.5.(1, 75 − 0, 25.5) = = 0, 228KN m 10.5 Trong đó: a : chiều dài tính toán nẹp ngang H : chiều cao lớp đổ bêtông 4h l : nhòp ván Lực kéo nẹp ngang SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 157 MSSV: CD03151 ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T NGUYỄN BÁ HOÀNG F= tt qqd B.H (l − 0,125.H ) 2.l = GVHD: PGS_TS 25,504.1, 4.5.(1, 75 − 0,125.5) = 57,385KN 2.1, 75 Trong B : bề rộng trụ Chọn nẹp I44 có A = 18,9cm I = 632cm S = 90, 286cm3 Công thức kieåm tra : f = M F 0, 228.104 57,385.102 + = + = 328,845 KG / cm < [ f ] = 1900 KG / cm S A 90, 286 18,9 5.4.4.3 Tính giằng Thanh giằng chòu lực xác đònh theo công thức tt T = Fal qqd = 1,5.25,504 = 38, 257 KN Trong đó: Fal = 25.6.10−2 = 1,5m Thanh giằng chòu kéo tâm, ta chọn thép φ 20 Công thức kiểm tra bền : f = T 38, 257.102 = = 1217, 744 KG / cm < [ f ] = 1900 KG / cm A 3,142 Trong : π 22 A= = 3,142cm : diện tích thép SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ TRANG: 158 MSSV: CD03151 ... PHƯƠNG ÁN CẦU CHƯƠNG I: PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC SUPER-T 3.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: - Mặt cắt ngang kết cấu nhòp gồm dầm Super T (căng trước) - Khoảng cách dầm. .. CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN CẦU DẦM GIẢN ĐƠN DẦM THÉP LIÊN HP BÊ TÔNG CỐT THÉP 2.1 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: - Mặt cắt ngang kết cấu nhòp gồm dầm - Khoảng cách dầm 2050 mm - Chiều dài dầm 38650 mm - Số... tháng IX, X với lượng mưa tháng 300mm Cực tiểu xảy vào tháng I tháng II với lượng mưa tháng cực tiểu 10mm Biến trình số ngày mưa tháng tương đối phù hợp với biến trình lượng mưa tháng, theo tháng